Genetik an Stationen
Werbung
Erwin Graf Genetik an Stationen Regeln und Mechanismen der Vererbung arstufe Sekund I raf Erwin G Downloadauszug D ownloadauszug Originaltitel: aus dem Originaltit tel: k i t e n Genetik an Stationen Regeln und Mechanismen der Vererbung Dieser Download ist ein Auszug aus dem Originaltitel Genetik Über diesen Link gelangen Sie zur entsprechenden Produktseite im Web. http://www.auer-verlag.de/go/dl7653 Inhalt Hinweise für das Lernen an Stationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Übersicht über die Stationen mit Laufzettel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Test zum Thema „Genetik“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Station 1: Die 1. Mendel’sche Regel (Uniformitätsregel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Station 2: Die 2. Mendel’sche Regel (Spaltungsregel) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Station 3: el’sch Regeln Die 3. Mendel’sche Regel und Anwendung der drei Mendel’schen 9 Station 4: Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Station 5: ngolismus) . . . . . . . . . . . . Trisomie 21 oder Down-Syndrom (früher: Mongolismus) 12 Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Hinweise für das Lernen an Stationen 1. Arbeitet mit eurem Partner oder in Kleingruppen (3er-, 4er- oder 5er-Gruppen) zusammen an den Stationen und unterstützt euch gegenseitig. 2. Geht mit den Materialien an den Stationen sorgfältig um. 3. Holt euch zu Beginn der Stationenarbeit die benötigten Materialien von ihrem Aufbewahrungsort (z. B. Wandschrank, Laborwagen) bzw. bearbeitet die Stationen am jeweiligen Tisch, wo die Station aufgebaut ist bzw. am Platz, den euer Lehrer er / eure Lehrerin euch zugewiesen hat. 4. Bringt die Materialien nach beendeter Arbeit an der Station wieder vorgeseer an den vo henen Platz zurück bzw. legt die Materialien am vorgesehenen Platz enen P atz so bereit, dass die nächste Schülergruppe zügig mit der Arbeit beginnen kann. 5. Achtet darauf, dass die Materialien stets und gutem Zustand bleiben. tets vvollzählig ählig sind u nd in gute en. Meldet eurem Lehrer / eurer Lehrerin, wenn die Stationsmaterialien unvollständig sind. Stationsmateria nd. 6. Bearbeitet die Aufgaben an den Stationen Stationen sorgfältig sorg lti und zügig. 7. Notiert (protokolliert) vollständig ert) eure Ergebnisse E gebnisse übersichtlich, übe tänd und nd optisch opti ch ansprechend. 8. Fertigt Skizzen einem spitzen Bleistift mittlerer HB) an. igt eure Sk izzen mit ein erer Härte (Empfehlung: (Emp 9. Versucht Versucht die aauftretenden Fragen en und u Probleme robleme möglichst mög ichst in der Kleingruppe selbstständig lösen. Kommt ihr dennoch beii bestimmten A Aufgaben nicht weiter, so wendet stä dig zu lö euch an die Lehrperson. euc 10. auff dem Laufz Laufzettel bei jeder Stationenarbeit so aus, dass ihr 1 Füllt das „Arbeitsprotokoll“ protok einen Überblickk über die Stationen und die dafür benötigte Zeit d bereitss bearbeiteten be habt. Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth ... und nun viel Freude und Erfolg! 2 Übersicht über die Stationen mit Laufzettel Name: Station Klasse: Name Die 1. Mendel’sche Regel (Uniformitätsregel) 2 Die 2. Mendel’sche Regel (Spaltungsregel) 3 Die 3. Mendel’sche Regel und Anwendung der drei Mendel’schen Regeln 4 Mutationen 5 Trisomie 21 oder Down-Syndrom (früher: Mongolismus) Dauer Zusammen(in Min.) arbeit mit … Bemerkungen Kontrolle Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth 1 Datum Datum: 3 Datum: erreichbare Punktzahl: 5 Klasse/Lerngruppe: Name: erreichte Punktzahl: Test zum Thema „Genetik” Vortest am Nachtest am 1. Kreuze an, welche der folgenden Aussagen richtig sind. (5 P.) Ursachen von Mutationen sind beispielsweise UV-Luft, radioaktive Strah Strahlung und Röntgenstrahlung. Mutationen sind plötzlich auftretende Änderungen im Erbgu Erbgut. Trisomie 21 ist eine Modifikation. Mutationen finden nur in Körperzellen ellen statt. t. Mutationen gibt es nur bei Tieren und M Menschen. nschen. Wenn wir im Sommer durch ch die Son Sonne e bra braun n wer werden, so ist das eine e Modifikatio Modifikation. Mutationen bei Pflanzen nzen sind beispiels beispielsweise we Trauerweide, de, Blutbuche, buche Blutahorn un und Korkenzieherhasel. asel. Modifikationen tionen sind vererb vererbbar. Albinomäuse Albinomäus sind M Mutanten und haben rote te A Augen. gen. Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Mutationen sind immer negativ ativ für ein in Lebewesen Lebewesen. 4 Station 1: Die 1. Mendel’sche Regel (Uniformitätsregel) Wichtiger Hinweis: Diese Station sollte vor den Stationen 11 und 12 mit der Thematik „2. und 3. Mendel’sche Regel“ bearbeitet werden. Name: Klasse: Datum: Johann Gregor Mendel beschäftige sich Mitte des 19. Jahrhunderts mit der Vererbung bei Pflanzen und entdeckte Regeln, die im Prinzip bis heute Gültigkeit haben. An dieser Station lernt ihr die erste der drei Mendel’schen Regeln kennen, die bis heute auch Bedeutung für die Vererbung beim Menschen haben. In den folgenden Stationen lernt ihr die 2. und 3. Mendel’sche Regel kennen. Material: Biologiebuch, Biologielexika, ggf. Internet gf. In net Aufgaben Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth 1. Gregor Mendel beobachtete,, dass sich au auf Erbse Erbsenpflanzen auch dann Samen Hülamen in den H lsen bildeten, wenn man die B Blüten vor d dem Öffnen mitt T Tütchen umhüllte, die lüten noch vo n umh üllte, sodass d Blüten weder durch noch durch Ins Insekten bestäubt werden h Wind noc erden konnten. onnt Welche Folgerungen derartigen Versuchsbeobacherungen würdest du u aals Erbforscher aus einer derar gen Versuc chs tung ziehen? ehen? 2. Mendel kreuzte grünsauzte reinerbige einerb a mige Erbsen der Elterng Elterngeneration Parental-Generation oder Parental-Gene ratio (P) mit reinerbig gelbsamigen Erbsen, reiner g gelbsam indem ndem er die Narben der gelbsaErbsen mit dem Pollen von migen Er grünsamigen Erbsen bestäubte. rün Zur Pollenübertragung benutzte Mendel einen Pinsel. Die bestäubten Blüten umhüllte er mit Tütchen, um weitere Bestäubungen zu verhindern. gelbe Erbsen Keimung/ Wachstum Pinsel Pollen grüne Erbsen Keimung/ Wachstum 5 a) Welche Beobachtungen hinsichtlich der Samenfarbe der 1. Tochtergeneration (F1) machte Mendel? b) Welche elche Beob Beobachtungen bachtungen m machte Mendel, als er umgekehrt mgekehrt vvorging orging und d die Narben von grünsamigen gelbsamigen Erbsen bestäubte und die berünsamigen Erbsen rbsen mit dem Pollen von gelbsa migen Erb en b Blüten anschließend wi wieder mit Tütchen u umhüllte, sstäubten täubten Blü mhüllte um weitere Bestäubungen verhindern? zzu verhind Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth c) Ma Male obigen Abbildung die Samen der 1. Tochter- oder 1. Filialgeneration (F1) ale in der obig en Ab mit der entsprech entsprechenden Farbe an, wie sie Mendel beobachten konnte. 3.. a) Kreuzte Mendel reinerbige Erbsen mit roten Blüten mit weißKreuzt M blühenden Erbsen, so hatten die Blüten der 1. Tochtergeneblühe ration alle die gleiche Farbe: Rot. b) Kreuzt man reinerbige rotblühende Wunderblumen mit reinerbigen weißblühenden Wunderblumen, so haben alle Pflanzen der 1. Tochtergeneration die gleiche Blütenfarbe: Rosa. 6 c) Aus den Versuchsbeobachtungen der Vererbungsversuche bei 2. und 3. lässt sich eine Regel ableiten, die 1. Mendel’sche Regel genannt wird. Formuliere diese Regel, indem du den folgenden Satz ergänzt: Kreuzt man reinerbige Lebewesen einer Art miteinander, die sich in Merkmal unterscheiden, so sind die F1-Generation in diesem Merkmal 1. Mendel’sche Regel, die man auch in der ( form). Dies ist die regel nennt. 4. Man unterscheidet mehrere Arten von Erbgängen. Erkläre die drei folgenden olgend Erbgänge und nenne jeweils ein Beispiel für den Erbgang. a) dominant-rezessiver Erbgang: Beispiel: Erbgang: b) ko-dominanter o-dominant Erbg Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Beispiel: c)) int intermediärer Erbgang: Beispiel: 7 Station 2: Die 2. Mendel’sche Regel (Spaltungsregel) Wichtiger Hinweis: Diese Station sollte erst bearbeitet werden, wenn Station 10 zu „1. Mendel’sche Regel“ bearbeitet wurde. Name: Klasse: Datum: Zu Ehren des Mönchs und naturwissenschaftlichen Forschers Gregor Mendel wurden wichtige Gesetzmäßigkeiten der Vererbung, die Mendel im 19. Jahrhundert entdeckt hatte, unter dem Oberbegriff „Mendel’sche Regeln“ zusammengefasst. An dieser Station lernt ihr die zweite Mendel’sche Regel kennen. Material: Biologiebuch, ggf. Biologie-Lexika, ggf. Internet Aufgabe Gregor Mendel erntete die gelben F1-Erbsensamen aus den Hülsen der Elternpflanzen. Im folgenden Jahr säte er die F1-Erbsensamen, ließ sie zu F1-Erbsenpflanzen heranwachsen und erntete dann n die Hülsen. Bestäubung und Befruchtung Bestä ung F1Pflanzen anzen Er staunte nicht schlecht, als er di die Hülsen mit den F2-Samen öffnete öffnete. Was stellte Mendell fest? V Vervollllte Mend ständigt ständ gt dazu den ffolgenden end Lückentext. entext Die F2-Samen -Erbsensamen waren n nicht einhe einheitlich itlic nfarbe der aufgrund der Erbsenfarbe gefärbt, wie Mendel -Generation erwartet hatte. Neben eiche Erbsenfarbe be wie bei der F1-Generation) traten nun auch wieder Erbsensamen (= g gleiche Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Erbse Erbsensamen nsam auf. Mendel zählte die Erbsensamen der F2-Generation und fand fol ende Zahlen folgende Zahlen: gelbe Erbsensamen und bsensame D Erbsensamen. Dies entspricht einem verhältnis von etwa grüne : , d. h. 3 : 1. Diese Erkenntnisse wurden später in der 2. Mendel’schen Regel zusammengefasst: Kreuzt man zwei Lebewesen der sich die Merkmale in einem Tochter (F1) unter sich, so spalten Zahlenverhältnis auf: Aufgrund dieses Ergebnisses nennt man die zu . Mendel’sche Regel auch regel. Einzusetzende Wörter und Zahlen: 3, ersten, grüne, 2001, 1, bestimmten, F2-, Spaltungs-, 6022, Zahlen-, ¼, ¾, F1-, gelb, gelben, zweite, -generation 8 Station 3: Die 3. Mendel’sche Regel und Anwendung der drei Mendel’schen Regeln Wichtiger Hinweis: Diese Station sollte erst bearbeitet werden, wenn ihr bereits die Stationen 10 und 11 zur 1. und 2. Mendel’schen Regel bearbeitet habt. Name: Klasse: Datum: Aller guten Dinge sind drei – und so gibt es auch drei Mendel’sche Regeln. An dieser Station lernt ihr die dritte Mendel’sche Regel kennen, in der Aussagen über die Vererbung mehrerer Merkmale g me gemacht werden. Material: Schulbuch, Informationstext; ggf. Internet Aufgaben ommt jede eb 1. Nach den Erkenntnissen von Gregor Mend Mendel kommt jedes Merkmal ((z. B. Samenfarbe bei ammenwirk n von zwei Erbanlagen zustanustanErbsen, Farbe der Erbsenblüten) durch das Z Zusammenwirken de. Wie nennt man diese Erbanlagen heute? ute? e od er A Antwort: homologe Gene oder 2. Wie ist ein Lebewesen ewesen – gene genetisch ch g gesehen – mit folgenden n Erb Erbanlagen nlagen für ein M Merkmal (z. B. Samenfarbe, arbe, Blütenfarbe, Blutgruppe)? Beispiel: p piel: homozygot (= reinerbig) A A homozyg AB Aa Rr Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth rr Einzusetzende Wörter: homozygot (reinerbig), heterozygot (mischerbig) Einzus zende W 3. Die drit dritte Mendel’sche Regel beschreibt, wie nicht nur eine Anlage, sondern mehrere Anlagen bei Lebewesen vererbt werden. Ergänzt die fehlenden Wörter. Die verschiedenen Erbanlagen werden sondern miteinander gekoppelt, voneinander vererbt. Diese Mendel’sche Regel nennt man deshalb auch oder von der Neukombination der Erb regel . Einzusetzende Wörter: dritte, unabhängig, -anlagen, Regel, Unabhängigkeits-, nicht 9 Informationstext zu Station 3: Die 3. Mendel’sche Regel und Anwendung der drei Mendel’schen Regeln Gregor Mendel kreuzte im Klostergarten in Brünn nicht nur Erbsen, bei denen sich die Elterngeneration in nur einem Merkmal unterscheidet (monohybrider Erbgang). Mendel kreuzte auch Erbsen, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden wie etwa in der Samenfarbe und der Samenform. Einen solchen Erbgang nennt man dihybriden Erbgang. Mendel nahm an, dass jedem Merkmal (z. B. Samenfarbe) zwei Anlagen zugrunde liegen müssen, wobei jede Keimzelle der Eltern je eine Erbanlage bei der Vererbung weitergibt. Bei Reinerbigkeit sind beide Erbanlagen gleich (z. B. AA , BB ). Bei Mischerbigkeit (in der Genetik spricht man auch von einem Mischling, Bastard oder Hybrid) sind die Erbanlagen jedoch verschieden. Wir sprechen dann von einem heterozygoten (mischerbigen) Genotyp (z. B. Aa , AB ). Mendel wusste vor etwa 150 Jahren noch nichts über Erbanlagen oder der G Gene. Er nahm aber damals schon an, dass sich bei der Vererbung die väterlichen Anlagen aus dem Spermium rmium und die mütterlichen Anlagen aus der Eizelle nicht „vermischen“ (wie die damalige Lehrmeinung ng war), so sondern dass die Erbanlagen bei der Vererbung erhalten bleiben müssen. In der folgenden Abbildung ist ein dihybrider Erbgang dargestellt, wobei die beiden Merkmale Merkm „Samenfarbe“ und „Samenform“ beim Erbschema wiedergegeben werden.. Geschlechtszellen (Spermienzellen) ienz F1 # ! G R G r g R g r gelb elb G R Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Geschlechtszellen htszellen (Eizelle (Eizellen) GG R R GG R r G g R R G g R r grün Phänotypen G r GG R r GG r r G g R r G g r r G g R R G g R r g g R R g g R r g R G g R r Körperzelle mit Genotyp g r G g R r G g r r g g R r g g r r Abb.: Dihybrider Erbgang bei der Gartenerbse (G = Anlage für die GELBE dominante Samenfarbe; g = Anlage für die grüne rezessive Samenfarbe; R = Anlage für die DOMINANTE Samenform rund; r = Anlage für die rezessive Samenform runzelig) Aus seinen Beobachtungen aus den mehr als 10 000 Kreuzungsversuchen bei der Kreuzung von Gartenerbsen leitete Gregor Mendel seine Erkenntnisse ab, die heute weltweit ihm zu Ehren als „3. Mendel‘sche Regel“ bezeichnet werden: Die verschiedenen Erbanlagen werden nicht miteinander gekoppelt, sondern unabhängig voneinander vererbt. Diese dritte Mendel’sche Regel nennt man deshalb auch „Unabhängigkeitsregel“ oder „Regel von der Neukombination der Erbanlagen (Gene)“. 10 Station 4: Mutationen Name: Klasse: Datum: Jeder kennt schwarze Störche und weiße Störche, weiße Mäuse und graue Mäuse, Trauerweiden und normalwüchsige Weiden, Blutbuchen und Buchen mit grünen Blättern, verschiedene Hunderassen, verschiedene Katzenrassen usw. Die Anlagen (Gene) eines Lebewesens und die Umwelt sind entscheidend dafür, wie ein Lebewesen aussieht. An dieser Station lernt ihr, was Mutationen sind, welche Ursachen sie haben können und welche Arten von Mutationen man unterscheidet. Material: Biologiebuch, Lexika, ggf. Internet Aufgaben 1. Erklärt, was man unter einer Mutation versteht. 2. Man unterscheidet drei Arten von Mutationen. Mutatio en Vervollständigt digt dazu die folgende fo olgende Tabelle. Tabell Genmutation n utation (auch Punktmutation genannt) g enannt) Chromosomenmutation Genommutation enom ation Beschreibung Bes eibun Mutation der M utatio Beispiele eispie 3. Mutationen entstehen ehen o oft spontan, an, d. h. ohne erkennbaren Grund. Die Mutationsrate gibt an, wie wahrscheinlich rscheinlich eine Mutation atio ist. Wie häufig ist die Mutationsrate durchschnittlich beim Menschen? Kreuz Kreuzt die richtige Angabe an: Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth 1:1 1 : 10 0 1 : 100 bis 1 : 1 000 1 : 10 000 bis 1 : 1 000 000 1 : 1 000 000 000 bis 1 : 1 000 000 000 000 4. Wir kennen heute verschiedene Ursachen von Mutationen. Man nennt sie zusammenfassend Mutagene. Zählt vier Umweltursachen für Mutationen auf. 11 Station 5: Trisomie 21 oder Down-Syndrom (früher: Mongolismus) Name: Klasse: Datum: Kein System – ob in der Technik oder in uns Menschen – arbeitet ohne Fehler. In der nebenstehenden Abbildung ist ein Kind mit Down-Syndrom zu sehen (den Begriff „Mongolismus“ sollte man vermeiden). An dieser Station sollt ihr über Trisomie als Erkrankung recherchieren. Material: Biologiebuch, Lexika, ggf. Internet Aufgaben Recherchiert zum Thema „Trisomie 21“ (Down-Syndrom) und haltet die ie Ergebnisse in der folgenden Tabelle fest. Rechercheaufgaben zu Trisomie 21 Ergebnisse Wer beschrieb erstmals die Krankheit? chen die an Welche Symptome zeigen Menschen, dieser Erkrankung leiden? Mit welchem Begriff Summe g iff fasst man die Sum der obigen Krankheitsanzeichen zusammen? en Krankhei sanzeichen zus Woran erkennt man beim Betrachten des Karyogramms, dass ein Mensch an dieser aryog mms, das er Krankheit ankh leidet? Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Wie viele Chromosomen pro Körperzelle hat ein Mensch mit dieser Erkrankung? anku Welche Art der Kernteil Kernteilung ng ist dafür verantwortlich, dass die Chrom Chromosomenzahl einer osomen Körperzelle Erkrankung örperzel e bei dieser Erkra nku nicht 46 normalerweise beim Menschen? ist wie no malerweise bei Bei welchem V Vorgang entsteht die Trisomie somie 21? Gibt es Chancen für eine Förderung der Menschen mit Trisomie 21? Wenn ja, welche? Kann man die Krankheit Trisomie 21 schon während der Schwangerschaft erkennen? Und wenn ja, wie? Gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Alter der Eltern und der Häufigkeit von Trisomie 21? 12 Lösung Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth 1. û Ursachen von Mutationen sind beispielsweise UV-Luft, radioaktive Strahlung und Röntgenstrahlung. û Mutationen sind plötzlich auftretende Änderungen im Erbgut. Trisomie 21 ist eine Modifikation. Mutationen finden nur in Körperzellen statt. Mutationen gibt es nur bei Tieren und Menschen. û Wenn wir im Sommer durch die Sonne braun werden, so ist das eine Modifikation. û Mutationen bei Pflanzen sind beispielsweise Trauerweide, Blutbuche, Blutahorn und Korkenzieherhasel. Modifikationen sind vererbbar. û Albinomäuse sind Mutanten und haben rote Augen. Mutationen sind immer negativ für ein Lebewesen. 13 Lösungen Test zum Thema „Genetik“ Lösungen 1. Man kann aus der Beobachtung schließen, dass sich die Erbsen selbst bestäubt haben (Selbstbestäubung), d. h. nicht auf Fremdbestäubung durch Wind oder Insekten angewiesen sind. 2. a) Alle Erbsensamen der F1 hatten einheitlich gelbe Samen. b) Alle Erbsensamen der F1 hatten einheitlich gelbe Samen. 3. c) Kreuzt man zwei reinerbige Lebewesen einer Art miteinander, die sich in einem Merkmal unterscheiden, so sind die Nachkommen (Mischlinge) in der F1-Generation in diesem Merkmal gleich (uniform). Dies ist die 1. Mendel’sche Regel, die man auch Uniformitätsregel nennt. 4. a) dominant-rezessiver Erbgang: Eine Anlage (ein Gen) ist dominant (hervortretend), das andere ist rezessiv (wird überdeckt). Beispiel: Die rote Blütenfarbe bei der Gartenerbse wird dominant vererbt, die weiße Blütenfarbe wird überdeckt, d. h., die Blüten von F1 sind einheitlich rot. b) ko-dominanter Erbgang: Beide Anlagen sind gleich dominant und werden so vererbt. rbt. Beispiel: Anlagen für die Blutgruppe A und Blutgruppe B (Blutgruppe AB) c) intermediärer Erbgang: Die Mischlinge (Bastarde, Hybride) der F1-Generation liegen egen zwisch zwischen den Merkmalen der P-Generation. Beispiel: Kreuzt man weißblühende Wunderblumen mit rotblühenden en Wunderblumen, Wunde blumen, so sind die Nachkommen in F1 einheitlich rosa. Station ungsregel) Station 2: 11:Die Die2.2.Mendel’sche Mendel’scheRegel Regel(Spaltungsregel) (Spaltungsregel) Lösungen Lösungen 1. Die F2-Erbsensamen waren nicht einheitlich heitlich gelb gefärbt, ge ärbt, wie w Mendel aufgrund der Erbsenfarbe senfarbe der F1-GeneraF1 eneration erwartet hatte. Neben gelben F1-Generation) traten nun en Erbsensamen Erbsensamen (= gleiche eich Erbsenfarbe wie bei der er F1Generation) trat auch wieder grüne Erbsensamen nsamen au auf. Mendel zählte die Erbsensamen n der F2-Generation Generat n und fand folgende fo Zahlen: 6 022 gelbe Erbsensamen Erbsensamen. Dies entspricht Zahlenverhältnis von ensamen und 2 001 grüne g en ntsp ht einem ei Zahlen etwa ¾ : ¼, d. h. 3 : 1. Diese Erkenntnisse tnisse wurden später in der de 2. Mendel’schen Regel zusammengefasst: usamm mengefasst: ngefass Kreuzt m man zwei Lebewesen der ersten n Tochtergeneration Tochtergeneration (F1) unter sich, so spalten sich die ie Merkmale Merkma e in einem ein bestimmten Zahlenverhältnis hältn auf: uf: 3 zu 1. Auf Aufgrund und di dieses Ergebnisses nennt man an die zweite zweite Mendel’sche Mend ’sch Regel auch Spaltungsregel. Station 3: Anwendung dung der Station 3 12:Die Die3.3.Mendel’sche Mendel’scheRegel Regelund undAnwe Anwendung derdrei dreiMendel’schen Mendel’schenRegeln Regeln Lösungen Lösungen 1. Antwort: homologe Gene e oder Allele 2. Beispiel: Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth A A homozygot mozygot (= rreinerbig) einerb ; 2 dominante Anlagen AB heterozygot het erozygot yg ((mischerbig); 2 dominante Anlagen Aa heterozygot (mischerbig); 1 dominante und 1 rezessive Anlage hetero Rr heterozygot (mischerbig); 1 dominante und 1 rezessive Anlage rr homozygot (reinerbig); 2 rezessive Anlagen 3. Die verschiedenen Erbanlagen werden nicht miteinander gekoppelt, sondern unabhängig voneinander vererbt. Diese dritte Mendel’sche Regel nennt man deshalb auch Unabhängigkeitsregel oder Regel von der Neukombination der Erbanlagen. 14 Lösungen Station 1: Die 1. Mendel’sche Regel (Uniformitätsregel) Lösungen 1. Mutationen sind Veränderungen im Erbgut. Sie können in Körperzellen und in Geschlechtszellen (Gameten) auftreten. Treten Mutationen in Gameten auf, so können sie vererbt werden. Mutationen können nachteilig, indifferent (ohne Auswirkungen) oder vorteilhaft für ein Lebewesen sein. 2. Genmutation (auch Punktmutation genannt) Chromosomenmutation Genommutation Beschreibung der Mutation Veränderung eines Gens Veränderung der Chromosomenstruktur Veränderung der Chromosomenzahl Beispiele Sichelzell-Anämie, RotGrün-Sehschwäche, Bluterkrankheit Katzenschrei-Syndrom beim Menschen Trisomie 21, Polyploidie bei Kulturpflanzen wie Weizen, Gerste, Mais usw. 3. Mutationsrate beim Menschen: 1:1 1 : 10 1 : 100 bis 1 : 1 000 8 1 : 10 000 bis 1 : 1 000 000 1 : 1 000 000 000 bis 1 : 1 000 000 000 000 4. Beispiele: energiereiche Strahlung (UV-, Röntgen-, Gifte (Nikotin, ntgen radioaktive radioa tive Strahlung), Strahlu in, Benzpyren, Colchizin), Colchizi hohe Temperaturen, Kälteschocks u. a. Station 5: Trisomie 21 oder er Down-S Down-Syndrom ndrom Lösungen Lösu Erwin Graf: Genetik – Lernen an Stationen im Biologieunterricht © Auer Verlag – AAP Lehrerfachverlage GmbH, Donauwörth Rechercheaufgaben eaufg ben zu Trisomie 21 Ergebnisse rgebni se Wer bes eb erstmals die di Krankheit? ankh beschrieb derarzt Langdon Langdon Dow engl. Kinderarzt Down (18 (1828 – 1896) Welche Sym ome zeigen z n dieSymptome Menschen, die an ser Erkranku Erkrankung leiden? ner Kör wuchs kurze kleiner Körperwuchs, kurzer Hals, kurzfingrige Hände, breitflächige esicht, Augen m ges Gesicht, mit einer schmalen Lidfalte, verzögerte geistige un und körpe körperliche Entwicklung, sehr freundlich und anhänglich, oft sehr mus musikalisch Mi n die S Mit welchem Begriff fasst man Summe derr obigen Krankheitsanzeichen n zusam zusammen? Down-Syndrom Woran erkennt man beim Betrachten B trachte des Karyogramms, dasss ein Mensch an dieser Krankheit leidet? Das 21. Chromosom ist dreifach vorhanden. e viele Chromosomen Chr osomen pro p Körperzelle hat ein Wie k Mensch mit dieser EErkrankung? Er hat 47 statt 46 Chromosomen pro Zelle. Welche Art de der Kernteilung ist dafür verantwortlich, dass die Chromosomenzahl einer Körperzelle bei dieser Erkrankung nicht 46 ist wie normalerweise beim Menschen? Meiose Bei welchem Vorgang entsteht die Trisomie 21? bei der Befruchtung der Eizelle Gibt es Chancen für eine Förderung der Menschen mit Trisomie 21? Wenn ja, welche? recht gute: Je früher die gezielte Förderung (Sprachtraining, logische Spiele, …) beginnt, desto größer die Chancen. Kann man die Krankheit Trisomie 21 schon während der Schwangerschaft erkennen? Und wenn ja, wie? Ja, durch eine Fruchtwasseruntersuchung, da im Fruchtwasser auch Zellen des Fetus zu finden sind. Gibt es einen Zusammenhang zwischen dem Alter der Eltern und der Häufigkeit von Trisomie 21? Ja, ganz eindeutig: Je älter Vater und Mutter sind, desto häufiger die Trisomie 21. 15 Lösungen Station 4: Mutationen Bildnachweis S. 5 Erbse weiß © Rasbak; Wikimedia; 20.12.2014 S. 5 Wunderblume © Miya; Wikimedia; 20.12.2014 S.11 Albinokind © Muntuwandi; Wikimedia; 19.11.2014 S. 12 Junge Trisomie 21 © Cartoonstudio Meder 16 Impressum © 2016 Auer Verlag rlag AAP Lehrerfachverlage fachverlage GmbH Alle Rechte vorbehalten. hte vorbe halten. Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerber des Werkess ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauch berec und den Einsatz nsatz im Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet, nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder für die Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehende Nutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages. Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die sie mittels eines Links oder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAP Lehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), die auf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen. Autor: Erwin Graf Illustrationen: Karin Giegerich, Steffen Jähde, Hendrik Kranenberg, Frau Schüler, Inge Wittig Covergestaltung: Daniel Fischer – Grafikdesign München Umschlagfoto: ktsdesign/fotolia.com www.auer-verlag.de
